基于dsp无轴承永磁同步电机控制系统设计

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1、第45卷第6期电力电子技术Vo1．45，No．62011年6月PowerElectronicsJune2011基于DSP无轴承永磁同步电机控制系统设计王维平，张磊，李同华(1．南京信息职业技术学院，江苏南京210046；2．南京西门子有限公司，江苏南京210046)摘要：为控制无轴承永磁同步电机(BPMM)的旋转和转子的稳定悬浮，设计了以TMs32OLF24O7A型DSP为微处理器核心的BPMM控制系统．充分利用该芯片的中断系统设计出能同时控制电机的电磁转矩和径向力的软件模块，并利用DSP的QEP模块和光电编码器捕获中断CAP6INT，准确检测电机位置。

2、最后通过实验证明了软件系统设计的实时性和准确性，以及能满足BPMM的旋转和稳定悬浮的要求。关键词：永磁同步电机：正交编码脉冲；中断系统中图分类号：TM352文献标识码：A文章编号：1000一l0oX(2011)06—0055—03DesignofBearinglessPermanentMagnet-typeMotorDigitalControlSystemBasedonDSPWANGWei-ping，ZHANGLei，LITong—hua(1．NanjingCollegeofInformationTechnology，Nanjing210046，Chin

3、a)Abstract：AcontrolsystemwhichbasedonTMS320LF2407Atorealizerevoloveandstablesuspensionofbearing—lesspermanentmagnet—typemotor(BPMM)．Inthissystem，thesoftwaremoduleisdesignedbyinterruptsystemtocontrolelectromagnetictorque，themotorpositionangleischeckedbyQEPandCAP6INT．Atlast，thecomm

4、andcu~ntofthetorquewindingandradialforcewindingistested．Theexperimentalresultsofsoftwaresystemprovethatthesys—temisabletomeettherequirementofrevoloveandstablesuspensionofBPMM．Keywords：permanentmagnet·typemotor；quadratureencoderpulse；interruptsystem1引言中电流iq≠0。径向力绕组电流与径向力之间存在一个由电机负

5、载引起的电角度【3】．图1示出此时BPMM除具有永磁同步电机的优点外．还具有的数字控制系统构成。磁轴承无摩擦、无磨损等特点，在生物工程等特殊电气传动领域应用广泛⋯。BPMM是强耦合的非线性系统。当转子发生偏心时。定子径向力绕组电流和转矩绕组电流产生的磁场相互作用。产生径向电磁力，同时转矩系统与转子径向位置系统之间也相互耦厶【。因此，根据永磁同步电机矢量控制的原理．结合BPMM的数学模型。应用其基于转子磁场定向的矢量控制．实现了旋转力矩和径向力之间的静态解耦。利用以TMS320LF2407型DSP为核心的控制器进行了数字控制系统设计：=嘲；A=cos(2z

6、ot+02，2无轴承永磁同步电机控制原理B=sin(200t+02)；C=cos(2tot+O1)；D=sin(2xot+01)。图1无轴承永磁同步电动机数字控制系统为同时实现BPMM的旋转和转子的稳定悬浮，必须同时控制电机的电磁转矩和径向力。转矩OJ’为BPMM角速度的命令值．转子实际的角控制可采用转子磁场定向控制．径向力是通过控速度由光电编码器检测。角速度给定值与实际测制气隙磁场产生的．当电机带有负载时转矩绕组量值的差值．经过PID调节器形成旋转坐标中q轴电流i的命令值，因旋转磁场主要由永磁体提供，d轴电流的命令值=O，经过坐标旋转变定稿日期：201

7、0-12—06换，将i。，转换成固定坐标系中的电流命令值作者简介：王维平(1964一)，男，江苏南京人，高级工程师，研究方向为电力电子、电机控制。，，再经过2／3变换，得到三相定子绕组电流55第45卷第6期电力电子技术Vo1．45．No．62011年6月PowerElectronicsJune2011的命令值i，，i和，最后通过CRPWM控制定构成。完成电机控制中转矩绕组、径向力绕组控制子三相绕组中的电流【。及电机转子位置定位、功率单元保护等功能【51。(1)INT中断INT。中断是转矩绕组功率模3数字控制系统设计块和径向力绕组功率模块的保护中断。当功率

8、模3．1硬件系统设计块发生故障时。由其硬件电路产生低电平故障信整个BPMM数字控